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2021年,操作系统领域还发生了哪些值得关注的大事件?
时间:2022-01-11 09:36  浏览:18
  有听说过 “ 国产操作系统 ” 么?可能大多数人听到这几个字的反应,脑海里第一想到的,是华为的 HarmonyOS。虽然现在鸿蒙的知名度比较大,但它并不是国内最早自研的操作系统。
 
 

2021 年 3 月,国务院在《政府工作报告》中指出,坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。制定实施基础研究十年行动方案,提升企业技术创新能力,激发人才创新活力,完善科技创新体制机制,全社会研发经费投入年均增长 7% 以上、力争投入强度高于“十三五”时期实际。5 月,总书记在两院院士大会上强调,要加强原创性、引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。此外,2021 年,操作系统领域还发生了哪些值得关注的大事件?
  
  2021 年,这些大事件值得关注
  
  国产的 Linux 系统,就是和 Windows、MacOS 一个性质的电脑操作系统。国产电脑品牌是听过不少,好像没怎么听说过还有操作系统啊?我们买来电脑装机,除了 Windows 还有别的么?
  
  其实啊,国产的电脑操作系统不仅存在,还发展出了不少的 “ 品牌 ”。
  
  比如有一家叫红旗 OS 的国产系统,在前不久建党 100 周年,更新了一个建党百年的献礼版系统,并免费提供下载。国产系统世超见过不少,但第一次看见这种令人心潮澎湃的专属定制,还是挺想装在电脑上试试的。同时也好奇,现在国产的电脑操作系统,到底发展到什么程度了?
  
  由于手边没有空闲的电脑,世超就以虚拟机的方式来安装了这款红旗 OS 献礼版本,使用的软件是 VMware Workstation 这样的老牌虚拟机。红旗 OS 对于电脑硬件的要求没有很高,最低只需要 1GB 的内存和 10GB 大小的储存。
  
  因为是献礼版系统,所以一导入系统的镜像文件,就可以在页面中心看到一个建党的 Logo,仪式感十足。
  
  在安装完系统之后,就正式进入到红旗 OS 的系统之中了,系统内置的图标和桌面壁纸,看得出来设计团队花了不少心思。
  
  世超截了几张系统的界面图,整体设计风格以建党 100 周年的爱党爱国情怀为主,红色经典永不褪色。红旗 OS 在使用逻辑上和 Windows 差不多,在屏幕的左下角有一个开始菜单,本身集成了不少常用的系统工具。不过这些工具并没有都标明中文,世超第一次找计算器就找了半天,根本想不到它在工具中的名称竟然叫 KCalc 。。。
  
  系统浏览器用的是 Chromium 核心的红旗浏览器,谷歌浏览器能干的事儿,它都能干,实用性上没得说,也符合现在主流的浏览器使用习惯。
  
  不管是刷 B 站、刷微博、甚至是世超想在这上面给大家码字写文章,都和 Windows 系统没啥区别。
  
  然而一个操作系统可不止上上网那么简单,对 Linux 系统真正的考验,还是在应用程序的生态上。
  
  到底能用多少的第三方程序,直接决定了这台电脑能扛多少事儿。要是你对 Linux 系统并不是很熟,又或是第一次接触这个系统,那世超觉得还是需要仔细斟酌一下。因为红旗 OS 和大多数 Linux 系统一样,并没有完全支棱起来。
  
  首先在通讯软件方面,微信首当其冲,官方就压根没推出过 Linux 的客户端版本,想用就只能通过 Wine 来转译或者借助于网页版。
  
  这也似乎从一定程度上说明,传统形态的操作系统的发展,特别是内核领域,面临着创新发展的瓶颈。不过,随着近年来芯片生态发生变化,芯片领域的竞争升级,异构计算、xPU 等新方向的出现,Linux 内核研发出现了回暖的趋势。
  
  从硬件生态角度看,ARM、RISCV 的芯片的发展,甚至是 x86 芯片,例如 Sapphire Rapids,也带来了不少内核新特性,为未来软硬结合的方向带来不少想象的空间。应对高速存储、网络新硬件,Linux 内核也引入了高性能异步 I/O 框架 io_uring,能显着加速 I/O 密集型应用的性能。网络栈还出现了针对 100G/400G 网络的更多优化。
  
  从软件生态角度看,eBPF 技术的出现让 Linux 内核“可编程”,有效提高了内核开发人员的效率,近年来的应用领域也从最初的动态跟踪调试、网络领域的应用,延伸到了内核安全、调度器、存储领域的新尝试。Linux 内核也开始接受新的编程语言 Rust,让内核模块的研发语言有了更多的选择。
  
  整体而言,操作系统近两年的迭代虽不如早期那样更让人激动,但也焕发了新的生命力。
  
  行业动态
  
  2021 年 8 月 12 日,Linux 基金会旗下的非营利性组织 eBPF 基金会正式成立。该基金会致力于推动开源项目 eBPF 的发展,支持 Linux 和其他开源技术的商业增长。
  
  12 月 22 日,开源操作系统社区 OpenCloudOS 正式宣布成立。腾讯及宝德、北京初心、北京红旗、飞腾、浪潮、龙芯中科、OPPO、先进开源、中电科申泰、中科方德、兆芯等 20 余家操作系统生态厂商及用户成为首批创始单位。
  
  各应用领域大事件
  
  如果按照应用领域进行区分,服务器操作系统、桌面操作系统、移动操作系统还有这些值得关注的大事件。
  
  服务器操作系统
  
  CentOS 8 停止维护
  
  CentOS 8 是 CentOS 项目发布的服务器操作系统,于 2019 年 9 月 24 日正式发布。原本 CentOS 项目母公司 Red Hat 承诺对 CentOS 8 的官方支持将长达十年,但在 2020 年 12 月 8 日,CentOS 项目突然宣布,CentOS 8 将于 2021 年底结束支持,而 CentOS 7 将在其生命周期结束后(2024 年 6 月 30 日)停止维护。接下来一年,会把重心放到 CentOS Stream 上。
  
  CentOS 8 的停止维护迅速引发热议。近几年,CentOS 在市场上一直占据主导地位,在国内也是众多企业的“标配”。尽管这只是商业公司做出的一个商业决定,但其对行业带来的影响不言而喻。CentOS 8 的停止维护使得企业在未来不得不承担一定的安全风险,迁移或不迁移、迁移去哪里、如何迁移成了摆在很多企业面前的难题。
  
  但与此同时,CentOS 8 停止维护也昭示着国内操作系统必然面临格局洗牌,对操作系统厂商和研发人员而言,机会与挑战并存。
  
  全新开源操作系统“龙蜥”亮相阿里云云栖大会
  
  2021 年 10 月,龙蜥社区在阿里云云栖大会上首次登台,全新龙蜥操作系统 Anolis OS 也重磅亮相,并宣布完全开源,以中立社区的方式运作。
  
  龙蜥操作系统定位于服务器端,支持 x86、ARM 等多种芯片架构和计算场景,搭载 RHCK 和 ANCK 两种不同版本的内核,性能和稳定性经受住了历年双 11 的严苛考验,给云上典型用户场景带来 40% 的综合性能提升,故障率降低 50%,兼容 CentOS 生态,提供平滑迁移方案,并提供全栈国密能力。
  
  龙蜥、欧拉相继捐赠给开放原子开源基金会
  
  2021 年 11 月 4 日,龙蜥社区宣布,由阿里云、统信软件等 14 家单位联合开源的龙蜥操作系统将捐赠到开放原子开源基金会,当前已全票通过项目孵化评审中的技术达标评审,即将进行法务合规性审核。
  
  11 月 9 日,华为在操作系统产业峰会 2021 上宣布,华为携手社区全体伙伴共同将 openEuler 操作系统正式捐赠给开放原子开源基金会。
  
  腾讯云发布云原生操作系统遨驰 Orca
  
  11 月 3 日,腾讯云发布云原生操作系统遨驰 Orca。据悉,腾讯云原生操作系统遨驰单集群支持 10 万级服务器、百万级容器规模,管理的 CPU 核数超过 1 亿,计算正式进入亿级时代。
  
  桌面操作系统
  
  Windows 10 多个版本相继退役,Windows 11 登场
  
  在 2020 年 1 月 14 日正式停止 Windows7 操作系统的更新后,2021 年,Windows 10 多个版本也迎来了“退役潮”。
  
  5 月 11 日,Windows 10 版本 1803(教育和企业版)、1809(教育和企业版)和 1909(家庭版和专业版)终止服务;
  
  12 月 14 日,Windows 10 版本 2004 (所有版本)终止服务。
  
  6 月 24 日,微软正式发布 Windows 11 操作系统,10 月 5 日,Windows 11 全面上市。值得一提的是,Windows 11 带来了备受关注的 Android 子系统(Windows Subsystem for Android),可直接运行 Android 应用,进一步丰富应用生态。
  
  移动操作系统
  
  华为正式发布鸿蒙手机操作系统,未来 OpenHarmony 将与 OpenEuler 生态互通
  
  6 月 2 日,华为正式发布 HarmonyOS 2 系统,以及数款搭载 HarmonyOS 2 的智能手机新品。这意味着,华为手机将全面告别 Android 系统,HarmonyOS 也由此成为第一个搭载于智能手机的国产操作系统。除了手机,HarmonyOS 还可搭载在平板电脑、智能穿戴、智慧屏等多种终端设备。
  
  9 月 25 日,华为宣布 OpenHarmony 将与 OpenEuler 能力共享、生态互通。目前两个操作系统的内核技术已经共享,未来还将在安全 OS、编程语言、设备驱动框架、分布式软总线方面能力共享。
  
  最超乎预期的技术趋势
  
  以 DPU 为代表的异构计算
  
  操作系统与芯片共同构成了数字化时代的底座,为上层应用搭建地基。过去 30 年,操作系统最大的创新驱动力就来自于芯片。近几年,随着摩尔定律放缓,芯片领域技术也发生了变化。
  
  比较网络带宽的增长趋势和通用 CPU 性能增长趋势,能发现一个有趣的现象:带宽性能增速比失调。尤其是在金融、云计算、数据中心等场景下,通用 CPU 性能增长越来越跟不上网络带宽的增长需求,因此必须要找到新的可以比通用处理器带来更快算力增长的计算芯片。DPU 应运而生。
  
  2020 年 10 月,NVIDIA 公司在发布的 DPU 产品战略中将其定位为数据中心继 CPU 和 GPU 之后的“第三颗主力芯片”。同日,NVIDIA 发布新型处理器 BlueField DPU 系列,在支持网络处理、安全和存储功能的同时,实现网络虚拟化、硬件资源池化等基础设施层服务。
  
  2021 年,DPU 在操作系统上有了更广泛的支持。“2021 年,最超乎预期的技术趋势就是以 DPU 为代表的异构计算的发展。”不少受访专家对 InfoQ 表示。
  
  2021 年 4 月,NVIDIA 发布新一代数据处理器 NVIDIA BlueField-3 DPU,这是首款为 AI 和加速计算而设计的 DPU,针对多租户、云原生环境进行了优化,提供数据中心级的软件定义和硬件加速的网络、存储、安全和管理等服务。
  
  6 月,Intel 发布 IPU 产品(可以被视为 Intel 版本的 DPU),将基础设施的功能全部卸载到智能网卡中,可以全面释放之前用于 Hypervisor 管理的 CPU 算力。
  
  同月,Marvall 发布了 OCTEON 10 DPU 产品,不仅具备强大的转发能力,还具有突出的 AI 处理能力。
  
  国内方面,7 月,工业和信息化部发布的《新型数据中心发展三年行动计划 (2021-2023 年)》中明确提出,要加快提升算力算效水平,“推动 CPU、GPU 等异构算力提升,逐步提高自主研发算力的部署比例”,“加强专用服务器等核心技术研发”,“树立基于 5G 和工业互联网等重点应用场景的边缘数据中心应用标杆”等等。
  
  10 月,中科院计算所牵头发布了《专?数据处理器 (DPU) 白皮书》(简称“白皮书”)。白皮书表示,虽然国内厂商在芯片产品化的环节还相比国外一线厂商还有差距,但是在 DPU 架构的理解上还是有独到的见解的,而且我国目前在数据中心这个领域,无论是市场规模还是增速,特别是用户数量,相较于国外都有巨大的优势。国内厂商有望充分利用这一“应用势能”,加快发展步伐,在 DPU 这个赛道与国外厂商逐鹿中原。
  
  国内方面,阿里应该是 DPU 赛道布局较早的互联网厂商。早在 2017 年,阿里云就在其神龙服务器核心组件 MOC 卡中应用了专用 X-Dragon 芯片,统一支持网络、I/O、存储和外设的虚拟化。2021 年 10 月 20 日,阿里云宣布推出第四代神龙架构,这也是飞天云操作系统新一代虚拟化技术,并首次搭载全球唯一的大规模弹性 RDMA 加速网络。
  
  数据显示,2021 年,国内有包括中科驭数、星云智联、大禹智芯、芯启源等在内多家 DPU 创企宣布完成新融资,其中有多笔融资金额达数亿元人民币。另据白皮书预测,DPU 的潜在市场非常巨大,预测到 2025 年仅中国市场就能达到每年 40 亿美元的规模,估计全球将超过 120 亿美元。
  
  DPU 的火热也印证了芯片已经走上定制化路线。“目前在业内,芯片厂商和操作系统厂商有的一个共识就是,今天的芯片已经走向了领域定制趋势。所谓领域定制,指的是芯片或系统,可以为一个场景去重新设计,以获得最佳用户体验。比如 DPU 是针对云计算、虚拟化的场景实现芯片创新,未来针对其他场景,可能也会出现越来越多的案例。”受访专家说道。
  
  苹果的软硬协同也是以此实现 1+1>2 的效果
  
  2021 年 10 月,苹果发布 M1 Pro、M1 Max 两款自研处理器,与新芯片对应,macOS 也迎来更新。“苹果重新设计了 M1 芯片的一些功能,操作系统又支持这些功能,从而达到性能上的突破。一个公司通过紧密的软硬协同,来达到过去行业分工实现的效果,这也是目前业内的一个方向。”
  
  可以预见的是,随着芯片走向领域定制,未来芯片必然会百花齐放,这也为操作系统带来了新的挑战:怎样才能支持好这么多芯片,把芯片的能力发挥出来?而对于国产操作系统而言,如何更好地支持国产硬件架构,也是操作系统厂商和研发人员接下来要解答的难题。
  
  以 RISC-V 为代表的开源芯片
  
  现有的指令集在 IOT 领域的局限性渐渐凸显,RISC-V 指令集应运而生。
  
  RISC-V 是一个基于精简指令集(RISC)原则的开源指令集架构(ISA)。与大多数指令集相比,RISC-V 指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人设计、制造和销售 RISC-V 芯片和软件。
  
  2015 年,RISC-V 基金会成立;2018 年,中国 RISC-V 产业联盟在上海张江正式成立。到目前为止,RISC-V 已经构建了操作系统 - 编译器 - 指令集 - 处理器 -SoC 设计的整套生态系统。RISC-V 的阵营仍在迅速壮大中,并有星火燎原之势。同年,中国在乌镇互联网大会上宣布成立 RISC-V 中国联盟,由中国工程院院士倪光南担任联盟理事长。
  
  此前,中国工程院院士倪光南曾指出,未来 RISC-V 很可能发展成为世界主流 CPU 之一,从而形成 CPU 领域 x86、Arm、RISC-V 三分天下的格局。
  
  国内方面,有多家芯片厂商基于 RISC-V 架构开发产品,比如阿里旗下芯片公司平头哥就曾在 2019 年发布了 RISC-V 芯片玄铁 910。2021 年 5 月,华为海思推出了一款名为 Hi3861 开发板,有业内人士指出,这款开发板采用的正是华为首款基于 RISC-V 架构的芯片。
  
  “RISC-V 的发展,让 DSA(Domain Specific Architecture)迎来春天,对操作系统的技术和架构提出了新的挑战,更对操作系统产业的升级带来的新的机会。”受访专家对 InfoQ 表示。
  
  国产操作系统迎黄金期
  
  近期我国在相关领域迎来了一则好消息。据《中国信创产业发展白皮书(2021)》显示,中国信创产业在今年将有望达到3000亿元的市场规模,未来三年里市场总规模可将达到万亿元。而这也意味着国产操作系统迎来了发展黄金期。
 
  

除此之外,据媒体7月19日报道,我国正处于将在信息技术发展和网络安全方面取得重要突破的重要阶段,国产操作系统在当前国内大力发展信创产业的浪潮下已经迎来了新契机,终于有了从“可用”迈向“好用”的发展机会。
  
  据悉,今年年初,国产操作系统——统信桌面操作系统V20及其服务器成功入围我国政府采购领域中级别最高、覆盖面最广的采购项目,可见国家对国产操作系统给予了充分的重视和肯定。
  
  当然了,国产操作系统想要真正打出自己的市场,只靠国家支持也是不够的,还需要和市面上的众多整机厂商进行合作。对此,华为、联想、清华同方等多个中企也率先入场,与多款主流国产系统完成了近百款终端及其服务器设备的适配。
  
  由此可以预见,相信在不久的将来,国产操作系统也能迎来真正与老牌操作系统“一争高下”的那一天。
  
  本文来源:AI前线,·差评,金十新媒体
 
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